CLIMATIZACIÓN DE UN EDIFICIO DE OFICINAS EN BADAJOZ RESUMEN DEL PROYECTO

Transcripción

1 CLIMATIZACIÓN DE UN EDIFICIO DE OFICINAS EN BADAJOZ Autor: Costi Heredero, Alfonso. Director: Martín Serrano, Javier. Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas. RESUMEN DEL PROYECTO El presente proyecto tiene como finalidad climatizar un complejo de oficinas situado en la localidad de Badajoz, respetando las condiciones técnicas y legales establecidas. El sistema de climatización está diseñado para superar las condiciones más desfavorables tanto de verano como de invierno. En primer lugar, se parte de las características constructivas de los edificios, superficie a climatizar y distribución, así como de los coeficientes de transmisión de los cerramientos. Los dos edificios son de idéntica arquitectura por lo que se realizarán los cálculos para uno de ellos, aplicando la misma instalación a los dos. Las fachadas principales de los edificios tienen orientación oeste, estas y sus opuestas son las más grandes por lo tanto las mayores superficies de fachada se presentan con orientaciones este y oeste. Las plantas se dividen en módulos que servirán para acotar zonas de cálculo de cargas y posterior climatización. La división es de tal manera que se definen módulos, de aproximadamente 15m2, situados alrededor de toda la fachada y 4 módulos, de 170m2 aproximadamente, situados en el interior, y por lo tanto aislados de las perdidas o cargas del exterior.

2 Cada edificio se compone de 7 plantas sobre rasante, la planta baja, que comprende una superficie de algo más de 1270m2, destinadas a zona comercial y restaurante, y las demás 6 plantas, con aproximadamente 1300m2 cada una, destinadas a las oficinas. Además los dos edificios cuentan con dos sótanos destinados a garajes de 3000m2 aproximadamente cada uno. La instalación de climatización se diseña para superar las condiciones más desfavorables de verano y de invierno. Las condiciones de verano dependen principalmente de las orientaciones de los edificios, siendo las cargas de radiación y transmisión solares las más notables. El nivel de confort en el interior se define a 24ºC y 50% de humedad relativa en verano y 22ºC y 50% de humedad relativa en invierno. En el cálculo de cargas térmicas y de las pérdidas en invierno, se han considerado los distintos efectos que afectan a los desequilibrios. Estos son la transmisión, infiltración, radiación, ocupación, iluminación y equipos, para el caso del verano, y transmisión e infiltración para el caso del invierno. Estas cargas y pérdidas se calculan para cada módulo. En los sótanos se realiza únicamente extracción y en la planta baja se dejan huecos para previsiones de ventilación y alimentación de refrigerante desde cubierta. Los locales comerciales y restaurantes que pudieran instalarse utilizaran un sistema autónomo de climatización. La carga de los módulos interiores se combate con climatizadores y la de los módulos de fachada con fan-coils independientes para cada módulo. La ventilación de los módulos se realiza a través de los climatizadores, estos impulsan aire suficiente para ventilar todas las plantas pero con las condiciones para climatizar las zonas internas. El sistema Free-Cooling, diseñado para climatizar los edificios, se basa en optimizar el gasto de potencia demandada en cada momento mediante la regulación de los caudales mezclados en el climatizador. Esta mezcla se hace con parte del caudal extraído de las oficinas y el caudal de ventilación necesario en estas, proveniente del exterior. Al poder variar la cantidad de aire que se recircula o que se impulsa desde el exterior podemos disminuir la potencia consumida consiguiendo las condiciones de aire de impulsión deseadas gracias a las condiciones de aire mezclado.

3 Con todos los cálculos se obtiene una potencia total para el verano de Frig/h (1805kW). Y una potencia para el invierno de Kcal/h (380kW). Se seleccionan dos equipos frigoríficos y una caldera, respectivamente, de 916 y 440 kw para transferir esa potencia al agua que circulará por climatizadores y fan-coils, los cuales combatirán la carga mediante impulsión de aire en las condiciones deseadas. La instalación de climatización de un edificio cuenta principalmente con dos equipos refrigeradores, una caldera, un intercambiador de calor, siete bombas, cuatro climatizadores, unidades de fan-coils, y extractores. A partir de las potencias calorífica y frigorífica se determinan los caudales de agua fría y caliente, que se requieren en grupo enfriador y caldera, respectivamente. Los circuitos de caldera y climatizadores y fan-coils son independientes, debido a que no puede llegar agua a 90ºC a las baterías de estos, transfiriendo la potencia calorífica de la caldera al agua del circuito de climatizadores y fan-coils a través de un intercambiador. Los tres circuitos de agua cuentan con bombas en paralelo, para evitar la falta de suministro de agua en la instalación anta averías puntuales. Las tuberías se dimensionan dependiendo del caudal de agua transportado e imponiendo un incremento de presión de 0,02mca y una velocidad de 1,8m/s. Los grupos frigoríficos, la caldera, los climatizadores, las bombas, y los extractores de aire se sitúan en la cubierta del edificio. Las tuberías que llegan a los fan-coils bajan de la cubierta a cada una de las plantas hasta los distintos módulos donde se encuentran las unidades de fan-coils. Cada una de las unidades dispone de entrada y salida para el agua caliente y entrada y salida para el agua fría. La instalación de tuberías consta de impulsión y el retorno para agua caliente y fría. A partir del caudal de aire que cada local requiere, se diseñan los conductos rectangulares que lo llevarán a cada uno de los módulos desde los climatizadores, imponiendo una pérdida de presión menor o igual a 0,12mmca y una velocidad menor o igual a 7m/s. Se seleccionan los difusores y rejillas en base a los caudales de impulsión y retorno. Los distintos conductos de aire y tuberías de agua se distribuyen desde la cubierta hasta cada una de las zonas a través de los patinillos. Desde cada una de las bajadas, los conductos de aire están dispuestos en un falso techo hasta cada difusor o fan-coil, y hasta las compuertas de regulación cercanas a las rejillas para el retorno.

4 Finalmente se determinan algunos accesorios como válvulas, filtros, manguitos antivibratorios, termómetros y manómetros. El valor total de la ejecución del proyecto asciende a ,50 (tres millones cuatrocientos noventa mil doscientos noventa y seis euros con cincuenta céntimos). Madrid, 30 de junio de 2008 Alfonso Costi Heredero AUTOR D. Javier Martín Serrano DIRECTOR DE PROYECTO

5 AIR CONDITIONING OF AN OFFICE BUILDING IN BADAJOZ Author: Costi Heredero, Alfonso. Director: Martín Serrano, Javier. Entity Collaborator: ICAI Universidad Pontificia Comillas. SUMMARY OF THE PROJECT The present project takes as a purpose the air cooling of the main areas of an office building located in Badajoz, respecting the technical and legal established conditions. The system of air conditioning is designed to overcome the most unfavourable conditions on summer and winter. The first information to start with is constructive characteristics of the building, the surface where the main activities are going to take place and its distribution, as well as the coefficients of transmission of the closings. Both buildings are identical architectonically so the design will be make for one of them applying the same for both. The main surfaces of the building are west and east orientation. The floors are divided in modules that will serve to annotate zones of calculation of charges and subsequent air conditioning. The division is in such a way that modules are defined, of approximately 15m2, placed around the whole front facade and 4 modules, of 170m2 approximately, placed in the interior, and therefore isolated of the exterior losses or thermic charges. Each building consists of 7 floors above ground level, the lowest one right on ground level is about 1270m2 and it s destined to commercial zones and restaurants,

6 and the rest 6 floors, with approximately 1300m2 each one are destined to offices. each one. Also, both buildings have two underground floors for garages of 3000m2 approximately The conditions inside are 24ºC and 50 % of relative dampness in summer and 22ºC and 50 % of relative dampness in winter. There have been taken into account many factors when calculating the effects of the outside conditions. Those are transmission, infiltration, radiation, occupation, lighting and equipments, for the summer conditions, and transmission and infiltration for the winter ones. The calculations have been considered to each room. In the underground floors extraction is realized only and in the ground floor it s provided way from the top of the building for ventilation and cooling liquid from future installations. The internal zones of the building are cooled by Fee-Cooling sytem and the ones for the modules of front facade with fan-coils independent within each other. The ventilation of the modules is realized by the four air conditioners on the top of the building, these produces enough air to ventilate all the floors but with the conditions for cooling the interiors. The system Free-Cooling, designed for air-conditioning the buildings, is based in optimizing the consume of energy power demanded in every moment by the regulation of the air flow mixed in the air conditioner. This mixture is done whith part of the air flow extracted from the offices and the necessary flow of ventilation in these, from the exterior. With all the calculations, the total power demanded in the worst case on summer is approximately Frig/h (1805kW). The power required for the winter conditions is about Kcal/h(380kW). This is the way the boilers and refrigerating equipments are selected. Those will be respectively, of 916 and 440 Kw by unit of cold and heat. The installation of air conditioning of the building mainly consists of two refrigerators, one boiler, seven bombs, four air-cooling equipments, extractor fans and fan-coil s units. For a correct development of these equipments, they are fed with

7 water. That is why according to the power required, the hot and cold water quantity is calculated, for the boiler and the refrigerator, respectively. The boiler circuit is independent to the one of air-cooling equipments and fan - coils, due to the fact that water cannot come to 90ºC to the batteries of these.the power from the boiler is transfered to the circuit water of air-conditioner and fan - coils across an interchanger. The installation has also bombs in parallel configuration, to provide water supply to the installation in case of one brakes down. The pipelines are measured depending on the water wealth transported and imposing a maximum increase of pressure of 0,02mca and a maximum speed of 1,8m/s. The refrigerators, the boilers and the water pumps are placed on the roof of the building. As well as the air-cooling equipments situated in the roof according to the zone they cool. The pipelines that arrive to the fan-coil units go from the roof to the ground floor until the different shops with the fan-coils. Each of these units includes two water incomes and two water outputs, for hot and cold water. There are four types of pipelines in the pipeline installation of every floor, impulsion and return for hot and cold distribution. The pipelines cross the roof from their sources, boilers and refrigerators, to the air-cooling equipments and fan-coils, one way down and another for returning. The rectangular conductions that will take the air from each air-cooling equipment to every room are designed based on the air flow that every local need and imposing a maximum increase of pressure of 0,12mmca and a maximum speed of 7m/ s. Diffusives and grids are selected with regard to the air flow impulsion and return, respectively. The different nets of air and water pipelines are distributed from the roof to each of the zones across hollows of descent. From each of the descents, the air conductions arearranged in a false roof up to every diffuser or fan - coil and up to the floodgate of regulation near to the grids for the return. Finally, there are selected some accessories. For example valves, filters, antivibratory muffs, thermometers and gauges.

8 The total value of the execution of the project promotes ,50 (Three million four hundred ninety thousand two hundred ninety six Euros with fifty cents). Madrid, 30 th June, 2008 Alfonso Costi Heredero AUTHOR D. Javier Martín Serrano PROJECT DIRECTOR